前言

性能退化理论诞生于20世纪70年代，自20世纪90年代末引入我国以来，在长寿命、高可靠、小子样产品寿命预测、可靠性评估、预测与健康管理等领域发挥了重要作用。寿命预测技术是提高产品运行可靠性、安全性、可维修性的关键技术。现代高技术装备结构复杂、任务关键，长寿命和高可靠性是保证其作战效能和作战适用性的基础。然而，复杂产品寿命预测在理论建模、试验验证、数据分析等方面面临技术挑战，主要体现在：①所假设的性能退化模型较简单，有时无法刻画产品性能参数真实退化规律；②建模数据多以实验室条件下的理想试验数据为基础，未充分考虑现场环境中的复杂工况变动及其对性能退化过程的潜在影响；③导致产品失效的关键性能参数呈现多元化特征；等等。为此，作者所在团队在国家级项目支持下，对复杂退化过程建模及产品寿命预测技术展开了探索性研究，以期在一定程度上填补现有性能退化理论方法与工程实践应用之间的鸿沟和空白，为从事可靠性工程、预测与健康管理等方面理论研究或应用研究的科研人员提供有益参考。

本书主要内容安排如下：性能退化理论及寿命预测技术基础知识、复杂应力剖面下的退化轨道建模及寿命预测、考虑应力加速的Wiener过程建模及寿命预测、考虑应力加速-补偿的Wiener过程建模及寿命预测、基于二元Wiener过程的退化建模及寿命预测、基于Copula函数的二元退化建模及寿命预测。本书重点阐述相关理论方法、公式推导与适用场景，并利用实验或仿真数据对方法进行实施流程示例说明和有效性验证。

全书共7章，由刘天宇博士策划、定稿。其中，第1、2章由潘正强、褚骁庚梳理，第3～7章由刘天宇执笔，由潘正强提供技术指导。本书系统梳理了作者所在团队近年来的主要研究成果，孙权、金光、冯静等教授对本书内容提供了宝贵的意见和建议，姚磊博士为部分章节内容提供了素材，张然博士为本书定稿做了大量文字整理和校对工作。此外，本书在撰写过程中还借鉴了国内外同行公开文献中的一些技术和思想，在此一并感谢！

本书得到了国家自然科学基金青年科学基金项目（考虑动态环境效应的退化型产品剩余寿命预测方法，批准号72001210）和湖南省科技创新计划（2022RC1243）的资助，并得到了湖南银杏数据科技有限公司和多能源系统智慧互联技术湖南省重点实验室的实验环境支持。

性能退化是可靠性领域的重要研究方向，也是一门涉及数学建模、数理统计、算法设计、失效物理等专业的交叉学科。实际应用过程中，很少有哪类模型和方法可以不加修改地直接套用，具体应用时还需结合产品工作原理、失效机理、任务剖面等具体问题具体分析。因此，本书作者仅希望可以起到抛砖引玉的作用。鉴于作者知识和能力水平有限，本书内容难免有疏漏和不当之处，恳请各位读者批评指正。

作者
2024年1月
于长沙